Сеть пятого поколения: перспективы 5G в России

Фото: Пресс-служба HUAWEI

Технологию 5G - мобильную связь пятого поколения - часто называют технологией будущего. По данным ведущей аналитической компании в сфере информационных технологий Gartner, в 2019 году 5G стала самой "хайповой" технологией наряду с искусственным интеллектом и цифровыми экосистемами. Это вполне ожидаемо: за последние несколько лет мобильная связь оказалась незаменимой не только в быту, но и в масштабных промышленных и инновационных процессах. Быстрая и бесперебойная передача данных жизненно необходима для развития и эффективного внедрения цифровых двойников предприятий и промышленного интернета вещей (IIoT), беспилотных автомобилей, облачных технологий и других прорывных технологий.

Технологическая потребность

Технология 5G способна преобразовать не только скорость связи между людьми, но и кардинально изменить сами принципы обмена информацией. Весь материальный мир - транспорт, здания, производства, медицинские приборы и так далее - будет тесно связан через электронные приборы, программное обеспечение, датчики и облачные хранилища.

Все это станет возможным благодаря уникальным технологическим характеристикам 5G. Стандарт связи пятого поколения позволяет подключать более 1 миллиона устройств на площади до 1 км2, поддерживает соединение при движении абонента до 500 км/ч и дает возможность передавать данные со скоростью более 20 Гбит/с. Для сравнения: при 4G максимальная скорость соединения составляет 1,4 Гбит/с - почти в 20 раз медленнее. За счет широкого диапазона доступных частот (особенно высоких частот, отличающихся короткой длиной волны и узкой направленностью) при внедрении 5G увеличивается емкость трафика, точность и стабильность передачи данных, минимизируются задержки в интернет-соединении и возрастает энергоэффективность оборудования.

Как объясняет экс-советник президента России по вопросам развития интернета, глава Совета Фонда развития цифровой экономики (ФРЦЭ) Герман Клименко, "4G связи вполне хватает для удовлетворения нужд среднестатистического потребителя. Реальная необходимость 5G лежит в другой плоскости: сейчас экспоненциально растет IoT-рынок, стремительно увеличивается количество подключаемых к сети приборов - от телефонов до холодильников и чайников. Окружающая нас действительность обрастает технологическими процессами, и здесь без изменения технологии, скорости и самой логистики связи дальнейшее развитие невозможно".

От беспилотников к хирургии

Последние годы владельцы патентов на 2G, 3G и 4G контролировали применение мобильных технологий в индустрии смартфонов и компьютеров. Однако в ближайшее время именно владельцы патентов 5G станут отраслевыми лидерами и будут задавать правила игры на рынке. Это осознают топ-менеджеры ведущих IT-компаний, активно инвестирующих в разработки в области 5G. На ноябрь 2019 года, согласно глобальному исследованию сервиса IAM и аналитической платформы IPlytics, было зарегистрировано более 74 500 патентных заявок. "Большая шестерка" компаний - Samsung, Intel, Huawei, Qualcomm, Eriсsson и Nokia - уже контролирует около 41% патентного ландшафта в сегменте 5G.

По прогнозам исследовательской компании GSMA, Аналитического центра при Правительстве Российской Федерации и Союза операторов мобильной связи LTE, российский рынок связи (уже достигший зрелости с 89% уникальных абонентов) начнет коммерческое внедрение 5G с 2020 года, и к 2025 доля связи пятого поколения вырастет до 46 миллионов соединений - около 20% от общего числа. Несмотря на то что такие темпы развития считаются выше средних по миру, Россия продолжает существенно отставать от стран-лидеров в сфере внедрения и разработки 5G - Китая, США, Южной Кореи и других.

По словам ведущего эксперта по беспроводным технологиям Huawei в России Дмитрия Конарева, говорить о серьезном влиянии российских технологических компаний в разработке 5G пока преждевременно. "Однако нужно отметить, что российские компании вкладываются в изучение электромагнитной совместимости сетей будущего стандарта 5G со спутниковыми сетями - последних у нас достаточно много. Кроме того, есть богатый опыт их использования. В перспективе это может положительно сказаться на формировании финального стандарта. Помимо этого, российские операторы активно тестируют пилотные зоны 5G. Только за последний год Huawei и МТС представили проект по управлению "умными автомобилями". С "Билайном" мы показали решение "медицинский консилиум", а также то, каким образом внедрение 5G может способствовать успешному проведению полостных операций. Совместно с "Мегафоном" нами были продемонстрированы 5G решения для геймеров", - рассказал Конарев.

На пути к цифровым фабрикам

В России внедрение технологии 5G закреплено на уровне государственного стратегического планирования. Федеральный проект "Информационная инфраструктура" национальной программы "Цифровая экономика" к 2024 году нацелен обеспечить устойчивым покрытием 5G все крупные города с населением более 1 млн человек.

На данный момент, поясняет Герман Клименко, в России наблюдается своего рода "предстартовый ажиотаж": "Активно эксплуатируется и продолжает расти использование сетей LTE. У большинства наших операторов основной поток доходов идет именно от трафика интернета. Поэтому они с интересом смотрят на возможности расширения, которые станут доступны благодаря 5G. Между игроками рынка идет активная борьба за право обладания частотами".

Как считает директор по развитию телекоммуникационной продукции концерна "Созвездие" (входит в компанию "Росэлектроника" Госкорпорации "Ростех") Александр Минов, в краткосрочной перспективе отсутствие свободного радиочастотного ресурса останется основным барьером для развития 5G в России. По словам эксперта, "так называемый "золотой" диапазон от 3,4 до 3,8 ГГц считается самым перспективным для развертывания сетей пятого поколения, поскольку для работы именно в этой полосе в настоящее время создано наибольшее количество абонентских устройств. У нас этот диапазон занят средствами связи различного назначения, в том числе специального".

Однако компромисс возможен и здесь. Так, Государственная комиссия по радиочастотам выделила операторам связи дополнительные диапазоны частот для тестирования: нижний от 4,8 до 4,99 ГГц и верхний от 25,25 до 29,5 ГГц. Как считает Дмитрий Конарев, "частотный" вопрос немного задержит внедрение 5G сетей в России и, вероятнее всего, сделает его более дорогостоящим, так как придется проводить развертывание на более высоких частотах. Эксперт пояснил, что это повлечет за собой увеличение количества базовых станций для достижения приемлемого качества по покрытию: "В среднем в диапазоне 4,4-4,9 ГГц нужно в полтора раза больше базовых станций, чем в диапазоне 3,4-3,8 ГГц. В миллиметровом же диапазоне практически невозможно добиться коврового или бесшовного покрытия приемлемым количеством базовых станций".

Второй ключевой барьер, отмечает Александр Минов, - это отсутствие четкого понимания бизнес-потребности в развитии сервисов 5G. "Для развертывания сетей следующего поколения телекоммуникационный бизнес должен выйти на новый инвестиционный виток. Это произойдет в ближайшее время, однако пока операторы связи не вернули в полном объеме средства, вложенные в инфраструктуру 4G", - добавил представитель Ростеха.

Среди самых перспективных областей применения инновационной технологии, в том числе и для Ростеха, Александр Минов выделил беспилотный транспорт, телемедицину, дистанционное проведение хирургических операций с применением оборудования дополненной или смешанной реальности, а также создание информационной инфраструктуры для Индустрии 4.0 и промышленного интернета вещей (IIoT). В более долгосрочной перспективе, согласно последнему исследованию Ericsson 5G for Business: a 2030 Market Compass ("5G для бизнеса: обзор рынка до 2030 года"), глобальная выручка от 5G в сфере B2B составит более $700 миллиардов к 2030 году.

"Благодаря технологиям 5G мы сможем оснащать датчиками и сенсорами станки, цеха и целые предприятия, реализуя концепцию цифровых фабрик", - поделился планами Минов.

Тем не менее операторам уже сейчас выгодно инвестировать в 5G. Несмотря на то что основная сфера применения связи нового поколения лежит в области промышленности и интернета вещей, существенную выгоду можно получить и в традиционных рынках телекоммуникаций. Специалисты Ericsson подсчитали, что обработка и передача одного гигабайта трафика в сетях 5G обойдется в десять раз дешевле, чем в существующих сетях 4G. На начальных стадиях возможно и развертывание 5G на базе оборудования 4G, считает Дмитрий Конарев: "При получении от регулятора технологической нейтральности такой сценарий вполне возможен. Конечно, получить все преимущества от 5G в этом случае невозможно из-за ограниченного частотного ресурса, который используется под LTE. Но заветная пометка 5G на экране появится".

Для дальнейшего эффективного развития новейшей технологии в России требуется системный подход, приходит к выводу Конарев. "Необходимо полноценное вовлечение технологических компаний в процесс стандартизации, а также исследовательские центры, чьей специализацией будет исключительно НИОКР. В идеале такие центры следует открывать на базе продвинутых технологических организаций. Однако все это требует времени. На формирование системного подхода в этой области у Huawei ушло 20 лет и несколько миллиардов долларов, которые были инвестированы в исследования. Только благодаря ему на нашу компанию сейчас приходится более 20% всех корневых патентов, формирующих стандарт 5G", - заключил эксперт Huawei.